CN108860501A - 船用防沉安全气囊系统 - Google Patents

Abstract

本发明的船用防沉安全气囊系列属于修船和新型船的制造。本发明能为船提供足够的额外储备浮力，在遇到危险时能迅速释放将船浮起，让船不沉，确保安全。其特征是不改变船的任何结构，只在船体外水位线以上加装安全气囊。本系统由气囊、智能感知控制和供高压气三部分组成。气囊由多层高强度柔性合成纤维布做受力骨架，用硫化橡胶涂布粘接成两层布三层胶的密封气囊；用电控智能感知控制器和手动方式三重手段感知控制最佳充气时间点；用压缩气体钢瓶或气泵供高压气。遇到危险时，智能感知控制系统能第一时间感知到并同时发出警报和给气囊充气，气囊产生的巨大浮力，将船浮在水面不沉。确保整条船和船上所有人的安全。

Description

船用防沉安全气囊系统

技术领域

本发明属于造船和修船。

背景技术

自从人类创造了船和使用船以来，水上的沉船事故就屡屡发生。从泰坦尼克号到韩国的岁月号，每一次事故都给国家和人民的生命财产造成巨大损失。

怎样才能不让沉船的悲剧重演，让船不沉才是必选之策。

本技术能克服背景技术的不足，能为船提供额外足够的储备浮力，防止船的沉没。

发明内容

发明目的：用安全气囊，给船提供足够的额外储备浮力，在发生沉船险情初期快速释放出来，将船浮在水面，让船不沉，确保船和船上所有人的生命财产安全。

技术方案：本系统由气囊单元，感知控制单元和供高压气单元组成。三个单元紧密配合，缺一不可。

1、安全气囊：

气囊的制造：采用多层、高强度、柔性、合成纤维布做受力骨架，布的两面涂硫化橡胶粘接成两层布三层胶(简称两布三胶)或者三布四胶的胶布，用这种胶布做出安全气囊。

气囊的安装：在船体两侧船壳外水位线以上的最低处或最低层甲板船墙处，以及船头船尾的船墙处，水平安装众多的备用安全气囊。气囊的大小和数量由船的大小和类型设定。气囊上有可供充气和排气的阀门。气囊平时叠放在储藏柜中。应急时会自动弹出，快速充气膨胀产生巨大的浮力，将船浮起。险情过后，打开排气阀门排空气体，将气囊叠放回储藏柜。

2、给气囊配两套电控智能感知充气装置和一套手动充气装置：

有两套电控智能感知控制器。一套是挂摆式智能感知控制器，用来感知控制船体倾斜的沉船险情，适时报警并打开充气电磁阀给气囊充气。另一套是在船内的前后左右公共警戒水位处，安装八个以上的远程压力传感器和浮球液位开关(为了防止其中一个出现故障，远程压力传感器和浮球液位开关同时并联安装)，用来感知控制船体破损进水的无倾斜沉船危险。他还是前者挂摆智能感知控制器故障时的第二道防线，他能感知控制任何情况下的船内进水沉船危险。

电控充气装置与手动充气装置是并联接入充气管路的，当前两者控制无效或者发生危险又全船断电时，可以手动开启充气装置给气囊充气。这三套控制装置是三道防线，三道保险。

3、给气囊配以安全实用的供高压气系统：

一是用压缩气体钢瓶供气。压缩气体主要有：压缩二氧化碳气体，压缩氮气和压缩空气。这些压缩气体钢瓶安全普遍，价格适中，易于更换，无需后续费用。飞机的应急滑梯普遍使用压缩气体钢瓶供气。

二是用气泵或者大型空压机供气。

LNG船等运液化石油气船就用本身运的液化气供气。(这种船只有满载时才有机会使用安全气囊，空载时，液化气罐本身就是一个大浮体气囊，不会沉没)。

说明书附图

共有附图7个，共7页。

附图说明：图1是气囊水平安装在船体周围的俯视示意图。

图2是船体两侧的气囊充气打开以后的横剖面正视图。

图3是船体气囊储藏柜及位置示意图。

图4是整个安全气囊系统运行控制电路、充气管路示意图。

图5是船体倾斜智能感知控制器(2)中阻尼液面盖板5的俯视图。

图6是船体倾斜智能感知控制器(2)正面示意图。

图7是船体倾斜智能感知控制器(2)工作原理、电路示意图。

图中(1)是气囊，①是防撞胶墩。②是固定气囊的压板基座。③是气囊储藏柜。④是水平焊接在船壳上的气囊柜底。

(2)是船体倾斜智能感知控制器，1是船体左倾接线柱，2是船体右倾接线柱，3是摆锤，4是金属摆杆，θ是危险倾斜角，5是控制器中阻尼液面盖板，6是盖板上限定摆锤做直线摆动的长条形限制口。⑤是远程压力传感器和浮球液位开关。⑧是报警器。⑨是报警灯。⑩是控制电路。

(3)是供气系统。是充气管路示意图。⑥是手动充气阀门。⑦是电控充气电磁阀。

具体实施方式

1、气囊的制造安装：

气囊采用多层、高强度、柔性、合成纤维布做受力骨架，用硫化橡胶将布相互粘接成两布三胶或三布四胶不透气的胶布，用这样的胶布做成气袋。气袋留有充气口和排气口。将气袋固定在压板基座②上。靠近基座的气囊要多一层布，以增加气囊根部的拉力。这样由气袋和压板基座就组成了船用安全气囊(1)。

在船体两外侧水位线上方，(越接近水位线越好，不得高于船体倾斜时进水处)或者最底层甲板船墙处，水平安装气囊储藏柜③，将气囊的基座②用密集的螺栓水平固定到气囊储藏柜的船体上，平时气囊叠放于储藏柜中。

在船体两外侧水位线稍上面一点水平安装气囊效果最好，如图1、图2、图3所示。这时气囊储藏柜的柜底④用稍厚的钢板焊在船壳上，当船快速摇晃倾斜时，水平的柜底面④能产生一个与船体摇晃倾斜方向相反的阻力，阻止减缓船的摇晃倾斜速度，有减摇作用，也为气囊充气减缓压力。

气囊储藏柜③的柜门在高压气囊冲击下会自动打开脱落。

每个储藏柜之间安上防撞胶墩①或者靠球，船舷的靠球要避开气囊储藏柜，防止靠船、靠港时气囊被撞坏。

气囊的分布要均匀对称。单个气囊不能太大，以小而多为好，这样有几个气囊破损漏气也不会影响整体的浮力效果，而且较小的气囊也方便安装更换。

每条船应该有储存备用的安全气囊和充气钢瓶。

2、船体倾斜智能感知控制器(2)：

船体倾斜智能感知控制器(2)(以下简称控制器)，采用挂摆式触点开关。其原理是挂摆在自由状态时，在摆锤重力作用下，能保持在经过摆轴的垂线位置不动。在船体正常浮态时将控制器水平固定在驾驶平台上，摆杆4接电源正极，接线柱1和2安装在船体危险倾斜角θ的最大角度处，接线柱1和2外接控制电路⑩。

当船倾斜时，挂摆相对于船体偏转一个角度，这个角度就是船的倾斜角，当船倾斜到有害倾斜角度θ角时，挂摆就会触碰到接线柱1或2，控制电路被接通，就会启动应急设施给气囊充气。

控制器(2)的制作方法是：用工程塑料做一个正方台型盒子，里面装上1/4盒子高度的不易蒸发的阻尼液，液面上水平安装一方形塑料盖板5，防止液体乱摇晃，在盖板上沿摆杆摆动的位置开长条形口6，用来限定挂摆沿开口做直线摆动，而不是随船摇晃乱摆。

用盒子的内表面作为固定面板，分两个方向，正面的控制横倾，侧面的控制纵倾。以控制横倾的正面面板为例详述如下：在面板上部取中点0钻一个圆孔，拧上螺丝固定摆轴。用导电性好的金属做摆杆，将摆杆穿过盖板5的开口6，上端挂在摆轴上，接电源正极，下端拧上摆锤3。

阻尼液面要高于摆锤3一些，使摆锤在摆动的全过程中始终处于阻尼液中，不然摆锤会不停地来回乱摆。

在摆杆两侧设定的最大夹角θ处，取两点1和2，在这两点固定上接线柱1、2，接线柱外接控制电路。接线柱触点和摆杆触点都要镀上白金，防止触点烧蚀。

按此法做好相邻的面板，控制纵倾。(为了保险一些，把盒子的四个面都用上，两个一组，正对着的两个面为一组，控制横倾，两个侧面为一组，控制纵倾)。

当船向左倾斜时，摆锤相对船体向左摆动，摆杆触点触碰左边的接线柱1，接通控制电路，充气电磁阀⑦被打开给气囊充气。

同理，船向右和向前、向后的倾斜，都能启动应急设施给气囊充气。

3、船体无倾斜沉船危险的智能感知控制器：在船内的前后左右关键的公共位置的警戒水位线处，安装八个以上的远程压力传感器和浮球液位开关(两个并联同时安装组成⑤)。⑤与控制器(2)并联接入控制电路⑩。船体进水到警戒水位时，远程压力传感器感知到压力接通控制电路⑩，同时浮球液位开关也接通控制电路⑩，充气电磁阀⑦被打开给气囊充气。

4、将手动充气阀门⑥与电控充气电磁阀⑦并联后接入充气管路，如图4充气管路示意图所示。

5、在控制电路上并联安装报警器⑧，报警灯⑨。如图4控制电路示意图所示。

有益效果

船上安装气囊以后，能极大的提高船的安全性能。气囊的安全保险功能是救生艇、救生筏等救生设施无法比的，气囊能让整条船不沉，能确保整条船和船上所有人的安全。

尤其是各种载人的轮渡船和邮轮，安装安全气囊将是未来强制性的国际标准。

下面结合附图加以说明：

1、首先，安装气囊以后船不会翻沉。

船体的倾斜翻沉危险，由船体倾斜智能感知控制器(2)监控控制。

当船体向左倾斜时，船体倾斜智能感知控制器(2)的摆锤相对于船向左摆动。当船倾斜到有害倾斜角度θ时，金属摆杆上的正极触点就会触碰到左侧的接线柱1上，接通整个控制电路，这时报警灯⑨亮起，报警器⑧发出警报，气囊储藏柜③被打开，充气电磁阀⑦被打开，高压气迅速充入气囊(1)，气囊产生的巨大浮力，阻止船继续向左倾斜，船不会向左侧翻沉。

同理，船也不会向右、向前、向后翻沉。

2、船体破损进水，发生无倾斜的沉船危险时，船内多处的远程压力传感器和浮球液位开关⑤，会第一时间感知到并同时接通控制电路⑩，完成一系列的应急动作给气囊充气浮起，确保船不会沉。

3、当遇到极端险情，全船断电或前两组智能感知控制器或充气电磁阀⑦故障时还可以人工手动开启充气阀门⑥，给气囊充气浮起，确保船不会沉没。

4、如果每个气囊都独立配备充气钢瓶和智能感知控制器和手动控制器，就是遇到“泰坦尼克号”的折断式险情，每一段都不会沉没，能确保船和船上所有人的安全。

Claims (5)

1.船用防沉安全气囊系统由安全气囊，控制系统，供气系统共同组成，其特征是：气囊水平安装在船体两侧外面水位线以上的最低处或者最底层甲板的船墙处，这是个整体系统，三者紧密配合，缺一不可。

2.如权利要求1所述安全气囊(1)由多层高强度柔性合成纤维布做受力骨架，用硫化橡胶涂布粘接成两层布三层胶(简称两布三胶)或三布四胶的密闭气袋，配以安装用的压板基座②。

3.如权利要求1所述的安全气囊(1)平时叠放在储藏柜③中，应急时能快速弹出并充入高压气体产生浮力。

4.如权利要求1所述控制系统是由船体倾斜智能感知控制器(2)，远程压力传感器、浮球液位开关⑤，电控充气电磁阀⑦和手动充气阀门⑥共同组成；

电控制系统由船体倾斜智能感知控制器(2)和远程压力传感器、浮球液位开关⑤并联共同组成；

手动控制是拉线式开启充气阀门⑥；电控制与手动控制并联后接入充气管路

当遇到倾斜式沉船危险时，船体倾斜智能感知控制器(2)能第一时间感知到并接通控制电路⑩，同时发出警报、打开充气电磁阀⑦给气囊快速充气；

当船体破损进水发生无倾斜沉船危险时，智能感知控制器⑤能第一时间感知到并接通控制电路⑩，同时发出警报、打开充气电磁阀⑦给气囊快速充气；

当遇到极端险情前两者失效或者全船无电时，手动打开充气阀门⑥给气囊快速充气。

5.如权利要求1所述供气系统是用压缩气体钢瓶充气或者用气泵、大型空压机供气。